电容器及其应用
出版时间：2005
丛编项： 高效电能变换应用丛书
内容简介
　　本书是“高效电能变换应用丛书”之一。本书系统全面地介绍各种电容器的原理和各种电容器的应用与注意事项。全书共分7章，主要包括电容器的基础知识，薄膜电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、铝聚合物电解电容器、超级电容器、抑制电源电磁干扰用电容器、电力电子电容器等基本原理、特性和典型应用。 本书可作为电气、电子、自动化等专业高校师生的参考用书，也可供电子工程师、科研究人员参考。
目录
第1章电容器基础知识1
1.1概述1
1.1.1什么是电容1
1.1.2什么是电容器1
1.2物理性质2
1.2.1电容器的物理意义2
1.2.2平板电容器的电容2
1.3介质3
1.3.1介质的相对介电系数3
1.3.2介质损耗3
1.3.3介质击穿3
1.3.4介质的击穿场强3
1.3.5介质吸收（弛豫时间）与残余电压4
1.4基本特性5
1.4.1电容器各参数间的关系5
1.4.2电容器的连接5
1.4.3电容器的主要作用6
1.5主要参数6
1.5.1额定电压与介电强度6
1.5.2电容量6
1.5.3容量误差6
1.5.4损耗因数7
1.5.5等效串联电阻7
1.5.6温度系数7
1.5.7工作温度范围7
1.5.8漏电流8
1.5.9寿命8
1.6参数的表示方式8
1.6.1电容器的分类8
1.6.2电容器的电容标称值及精度8
1.6.3电容量的表示方式8
1.6.4容量误差9
1.6.5电容器的额定工作电压9
1.6.6电容器额定电压的表示方式10
1.6.7温度特性10
1.7国产电容器的命名12
1.8附录13
181数据表13
182电容器的储能与电容量、端电压的关系推导14
第2章薄膜电容器16
2.1概述16
2.1.1纸介电容器17
2.1.2有机介质电容器17
2.1.3有机介质电容器18
2.1.4金属化电容器与箔式电容器21
2.2一般性能23
2.2.1电压和电流23
2.2.2额定电容量/测量条件27
2.2.3损耗因数31
2.2.4绝缘电阻34
2.2.5气候影响35
2.2.6自感、谐振36
2.2.7失效率与应用条件的关系36
2.3在电子线路中的应用38
2.3.1在振荡电路、定时电路、延迟电路和滤波器中的应用38
2.3.2在积分电路中的应用40
2.3.3在采样保持电路中的应用40
2.3.4作为耦合电容器40
2.3.5作为HIFI胆机放大器的耦合电容器41
2.3.6一般应用41
2.4电流参数及其在高电流、高dv/dt条件下的应用41
2.4.1薄膜电容器中与电流相关的特殊参数41
2.4.2电容器电流的产生与薄膜电容器的dv/dt的承受能力42
2.4.3薄膜电容器的有效值电流承受能力43
2.4.4晶闸管中频电源对谐振、相位补偿电容器的要求44
2.4.5作为MOSFET开关与IGBT开关的缓冲电容器44
2.4.6作为高频整流滤波电容器49
第3章陶瓷介质电容器50
3.1概述50
3.1.1陶瓷介质电容器50
3.1.2Ⅰ类陶瓷电容器50
3.1.3Ⅱ类陶瓷电容器51
3.1.4新型陶瓷电容器51
3.1.5还在用的陶瓷电容器52
3.1.6不太常用的陶瓷电容器55
3.1.7其他陶瓷电容器的称呼与特点56
3.1.8陶瓷电容器制造工艺的名词简介57
3.2基本特性58
3.2.1Ⅰ类陶瓷介质电容器的温度性质59
3.2.2Ⅱ类陶瓷介质电容器的温度性质62
3.2.3频率特性66
3.2.4电容量与直流偏置电压的关系70
3.2.5陶瓷电容器所允许加载的交流电压与电流同频率的关系72
3.2.6脉冲处理能力73
3.2.7热特性和电气额定值74
3.2.8老化74
3.2.9测量条件的影响75
3.3陶瓷叠片电容器76
3.3.1陶瓷叠片电容器的结构76
3.3.2陶瓷贴片电容器对频率特性的改善77
3.3.3陶瓷贴片电容器的保管条件78
3.4陶瓷贴片电容器的保管与使用时需注意的事项78
3.4.1安装与焊接78
3.4.2使用烙铁进行校正或手工焊接81
3.4.3清洗需要注意的问题82
3.4.4PCB 设计对焊接与安装后元件的影响82
3.4.5黏合剂的正确应用83
3.4.6助焊剂的应用84
3.4.7波峰焊接84
3.4.8PCB 焊接锡量和弯曲强度85
3.4.9焊接锡量和温度循环86
3.4.10PCB 材料的弯曲强度88
3.4.11陶瓷贴片电容器的抗断裂强度88
3.4.12热震荡90
3.4.13焊锡耐热性90
3.4.14使用烙铁进行校正时的热震荡91
3.5其他陶瓷电容器92
3.5.1圆片形陶瓷电容器92
3.5.2陶瓷叠片电容器93
3.5.3电容排94
3.5.4温度补偿型高频多层片状陶瓷电容器94
3.6大容量陶瓷电容器在旁路、高频整流滤波中的应用94
3.6.1大容量陶瓷电容器在旁路中的应用94
3.6.2大容量陶瓷电容器在高频整流滤波中的应用97
3.7陶瓷电容器在定时电路、振荡器、时钟电路、延迟电路、
滤波器中的应用99
3.8陶瓷电容器在高频功率振荡与发生中的应用101
第4章电解电容器105
4.1引言105
4.2铝电解电容器的基本知识106
4.2.1结构106
4.2.2制作过程107
4.3铝电解电容器电压、电容量与漏电流109
4.3.1电压109
4.3.2电容量111
4.3.3漏电流113
4.4铝电解电容器的寄生参数对电特性的影响115
4.4.1等效电路115
4.4.2等效串联电阻116
4.4.3阻抗频率特性116
4.4.4损耗因数118
4.5铝电解电容器的应用状态与寿命关系120
4.5.1额定温度120
4.5.2环境温度与寿命的关系120
4.5.3使用条件与铝电解电容器寿命的关系121
4.5.4其他寿命问题125
4.6铝电解电容器的应用及注意事项127
4.6.1铝电解电容器的ESR、纹波电流128
4.6.2纹波电流对铝电解电容器的影响128
4.6.3铝电解电容器的燃烧性131
4.7铝电解电容器寄生参数的电路模型132
4.8钽电解电容器的基本知识134
4.8.1结构134
4.8.2一般标准135
4.8.3制作过程135
4.9钽电解电容器的电参数136
4.9.1电压136
4.9.2电容量137
4.9.3阻抗/等效串联电阻138
4.9.4交流功率损耗140
4.9.5损耗因数141
4.9.6漏电流142
4.9.7环境的对钽电解电容器的影响143
4.10多阳极钽电解电容器144
4.11铝聚合物电解电容器144
4111电压参数151
4112电容量参数151
4.12铝聚合物电解电容器使用上的注意事项152
4.12.1极性152
4.12.2确认额定性能152
4.12.3外加电压的限制152
4.12.4充放电电流的限制152
4.12.5故障与使用寿命152
4.13铝聚合物电解电容器的应用154
4.14铝电解电容器在整流滤波中的应用156
4.14.1额定电压的选择157
4.14.2选择铝电解电容器的最高工作温度和寿命小时数158
4.14.3一般铝电解电容器可以承受的纹波电流和
可能出现的实际纹波电流158
4.14.4开关电源输出整流滤波161
4.14.5变频器的整流滤波电容器的应用注意事项164
4.14.6HIFI功率放大器的整流滤波电容器的选用165
415铝电解电容器其他的应用165
4.15.1旁路与耦合165
4.15.2抑制瞬变电压166
4.15.3急剧放电的应用168
4.16附录168
4.16.1电解电容器正负极的辨认168
4.16.2电解电容器的参数识别169
4.16.3电解电容器的自愈170
4.16.4各种类型电解电容器的参数171
4.16.5铝电解电容器的现状与发展189
第5章超级电容器193
5.1原理193
5.1.1双电层原理193
5.1.2超级电容器的超级电容量的获得194
5.1.3与电解电容器的异与同194
5.2电特性195
5.3国内外的超级电容器的水平201
5.3.1超级电容器的电容量与ESR乘积201
5.3.2ESR的影响201
5.3.3漏电流202
5.3.4体积203
5.3.5数据203
5.3.6覆盖范围203
5.4串联应用中的均压问题及解决方案203
5.4.1问题的提出203
5.4.2影响超级电容器均压的因素203
5.4.3解决方案204
5.5超级电容器在汽车启动性能中的作用208
5.5.1蓄电池存在的问题208
5.5.2超级电容器与蓄电池组合改善汽车启动性能209
5.6在混合动力汽车和电动汽车中的应用210
5.7短时高峰值电流的应用212
5.8在UPS中的应用215
5.9浪涌电压抑制216
5.10作为整流滤波电容器217
5.11其他应用218
第6章抑制电源电磁干扰的电容器220
6.1特殊要求——电气安全规则220
6.2连接方式223
6.3特性与主要参数226
6.4应用227
6.4.1电源滤波器227
6.4.2晶闸管电路的电磁干扰的抑制228
6.4.3整流子电动机的电磁干扰的抑制228
6.4.4安全事项229
第7章电力电子电容器230
7.1特点230
7.2基本特性230
7.3特殊性能235
7.3.1滤波与平滑电容器236
7.3.2变频器专用薄膜滤波电容器的结构与装配方式237
7.3.3直流电压支撑238
7.3.4谐振239
7.3.5放电239
7.3.6晶闸管换相239
7.3.7晶闸管吸收电路239
7.3.8GTO箝位与缓冲电路241
参考文献243